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Vorrichtung zur Destillation von flüchtigen Metallen Es ist vorgeschlagen
worden, die Destillation von flüchtigen Metallen, z. B. Zink, Kadmium, in einer
im Drehofen eingebauten Muffel, durchzuführen, wobei diese Muffel in der Drehachse
des Ofens eingebaut ist. Die Aufgabe der Beschickung erfolgt dabei z. B. durch eine
Schnecke an einem Ende des als Muffel ausgebildeten Rohres, während der Austrag
des Rückstandes sowie die Abführung -der Metalldämpfe und Reduktionsgase gemeinsam
durch das andere Rohrende vorgenommen wird. In dem angeschlossenen Kondensator bildet
sich das flüssige Metall, das durch einen Überlauf von den Rückständen getrennt
wird.
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Bei der Durchführung der Destillation nach dem vorstehend beschriebenen
Verfahren schlägt sich das flüssige Metall, z. B. Zink, auf den sich langsam abkühlenden
Räumaschen nieder, so daß keine vollkommene Trennung in flüssiges Metall und Räumasche
erreicht wird, da notwendigerweise stets ein Teil des niedergeschlagenen Zinks in
den Räumaschen zurückbleibt.
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Um diesen Nachteil zu beheben, soll gemäß der Erfindung die Trennung
der Räumasche von dem Metall, z. B. Zink, schon in der Muffel selbst bei Temperaturen
vorgenommen werden, bei denen das Metall sich noch nicht niederschlägt, z. B. für
Zink bei goo° bis zooo° C. Dies wird dadurch erreicht, daß in der Zone, in der diese
Tempi-, raturen erreicht werden; die Muffel oder die Muffeln mit einem oder mehreren
Anschlüssen versehen sind, die durch die Ofenwandung hindurchgeführt sind und zur
Abführung der Räumasche oder des Destillationsgases dienen. Auch die Zuführung der
Beschickung kann durch solche seitlichen Anschlüsse erfolgen. Hierbei können die
Metalldämpfe an der Seite der Muffel, an der die Räumasche entfernt wird, abgeführt
werden oder in der Mitte der Muffel oder auch an einer Stelle, die in der Nähe des
Aufgabeendes der Muffelbeschickung liegt. Die Entnahmestelle der Metalldämpfe soll
jedenfalls an einer Stelle liegen, an der die Muffelbeschickung eine so hohe Temperatur
hat, daß das Niederschlagen von Metalldämpfen an kalten Beschickungsteilen praktisch
vermieden wird. Nur bei Entnahme der Metalldämpfe in der Nähe der Aufgabe der Muffel
kann die Muffelbeschickung unbeschadet unter dem Taupunkt der Dämpfe gehalten werden,
da dann ein teilweises Niederschlagen keinen Metallverlust bedeutet und das in der
Beschickung niedergeschlagene Metall bei weiterem Fortschreiten der Beschickung
durch die Muffel von neuem verflüchtigt wird.
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Einige Ausführungsformen der Vorrichtung sind in der beiliegenden
Zeichnung schematisch dargestellt.
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Abb. z stellt einen Längsschnitt durch einen Drehrohrofen mit einer
in der Drehachse des Ofens angeordneten Muffel dar.
Abb. 2 zeigt
einen teilweisen Längsschnitt bei anderer Ausbildung der Vorrichtung zur-Entnahme
des Zinkdampfes.
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Abb. 3 stellt einen Längsschnitt durch einen Drehofen mit sechs .
eingebauten Muffeln dar.
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Abb. q. ist ein Querschnitt nach der Linie A-B der Abb. 3.
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Als Beispiel soll ein Zinkdestillationsverfahren im nachstehenden
beschrieben werden. In allen Abbildungen wird. bei den verschiedenen Ausführungsbeispielen
mit i der Drehofen und mit 2 die Muffel oder die Muffeln bezeichnet, die in der
Drehachse des Ofens oder im wesentlichen gleichlaufend zu dieser angeordnet sind.
Als Aufgabevorrichtung für das Gut ist bei dem Ausführungsbeispiel eine Schneckenaufgabe
3 schematisch dargestellt, die von Hand oder durch Riemenscheibe angetrieben werden
kann. Die zu reduzierende Beschickung und der Reduktionsstoff werden in den Bunker
q. aufgegeben und gelangen von diesem durch einen Schlitz des Schneckenrohres in
die Schnecke 3. Der Bunker q. ist feststehend, während das Gehäuse der Schnecke
3 sich mit dem Ofen dreht. Zwischen Bunker und Schneckengehäuse befindet sich eine
Dichtung. In einem Kondensator 5 beliebiger Bauart erfolgt die Niederschlagung der
Zinkdämpfe. Bei 6 treten die Zinkdämpfe in den Kondensator ein, während die Abgase
diesen bei 7 verlassen. Das Abführen des in den Kondensationsabgasen noch vorhandenen
Zinks kann durch Hauben erfolgen. Es können aber auch gemäß der Ausführung nach
Abb. i die Kondensationsgase in dem Raum g verbrannt und in den die Muffel ,umgebenden
Drehofenraum zurückgeführt werden. In der Zeichnung ist eine 4°/oige Neigung der
Drehofenanlage vorgesehen, der Ofen kann aber auch waagerecht liegen. In vielen
Fällen kann es zweckmäßig sein, diese Neigung des Ofens in bekannter Weise je nach
dem Ausgangsstoff zu verändern, indem z. B. schwer zu reduzierendes Gut durch eine
entsprechende Ofenneigung :gezwungen werden kann, unter großer Muffelfüllung sehr
langsam durch die Reduktionszone hindurchzugehen. Unter Umständen wird dafür eine
waagerechte Lage des Ofens noch nicht genügen, sondern man muß den Ofen so neigen,
daß das Gut in der Muffel bergauf wandert. Die Beheizung des Drehofens erfolgt durch
eine Düse io. Zur Abführung der Verbrennungsgase ist im Ofenkopf ein Abgasstutzen
12 vorgesehen.
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Gemäß Abb. i wird die Muffelbeschickung, die durch die Schnecke 3
in die Muffel eingetragen wird und die Muffel in der Pfeilrichtung x durchwandert,
durch den seit= lichen Stutzen 13 abgeführt und gelangt in die Spirale 1q.,
in der zweckmäßig zum Abschluß schleusenartig angeordnete Absperrventile oder Schieber
eingebaut sind. DieAbführung der Räumasche erfolgt bei 15. Der Eintritt der Räumasche
in den Kondensator 5 wird durch einen Stauring bei 6 verhindert. Die Ausführung
hat den Vorteil, daß die Räumasche sehr schnell abgekühlt wird, da sie mittels des
Stutzens 13 rasch nach außen geführt wird. Der Eintritt der Zinkdämpfe in die Spirale
1q. wird durch einen einfachen oder mehrfachen Verschluß verhindert. Infolge des
schnellen Ableitens der Räumasche haben also die Zinkdämpfe keine Gelegenheit, sich
auf der Räumasche niederzuschlagen. Die Ausführung hat den weiteren Vorteil, daß
die Vorgänge in der IVVüffel durch die Öffnungen 7 und 6 hindurch unmittelbar beobachtet
werden können, und man in der Lage ist, gegebenenfalls * durch Einführung einer
Eisenstange durch die Öffnungen 7 und 6 hindurch Ansatzbildungen in der Muffel zu
beseitigen. Es kann in manchen Fällen empfehlenswert sein, eine derartige Eisenstange
während des Betriebes in der Muffel zu belassen und sie gegebenenfalls bis zur Aufgabeschnecke
hindurchzuführen, so daß dann bei der Drehbewegung des Ofens durch diese Stange
eine noch innigere Durchmischung .der Muffelbeschickung und damit eine schnellere
und gleichmäßigere Reduktion erreicht werden kann. In der schematisch dargestellten
Ausführung nach Abb. i erfolgt die Beheizung der Muffel im Gegenstrom zur Bewegung
des Gutes in der Muffel. Durch Anbringung der Beheizüng an der Aufgabeseite der
Muffelbeschickung läßt sich auch eine Gleichstrombefeuerung der Muffel durchführen.
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Bei der Ausführung nach Abb.2 wandert das Gut ebenfalls in Pfeilrichtung
x durch die Muffel 2 hindurch. Bei 16 ragt ein Stutzen in das Innere der Muffel
hinein, die Zinkdämpfe werden durch diesen hindurch in den Ringraum 17 und
aus diesem durch eine Leitung ig seitlich abgeführt, während die Beschickung weiter
in der Pfeilrichtung x durch die Muffel wandert. Die Höhe des Stutzens 16 wird so
bemessen, daß, auch wenn er sich in der unteren Stellung befindet, die Beschickung
nicht über seine Oberkante hinwegwandert, sondern an seinen äußeren Seitenflächen
vorbei, wodurch vermieden wird, daß auch in der unteren Stellung des Stutzens festes
Gut in diesen hineingelangen kann. Soweit etwa geringe Teilchen des Gutes in den
Stutzen kommen, fallen sie in der oberen Stellung des Stutzens sofort wieder heraus.
Im übrigen kann man zur Rückbeförderung solcher etwa doch in den
Stutzen
hineingelangten Beschickungsteile in dein Ringraum 17 eine Vorrichtung zur Rückbeförderung,
z. B. einen Schneckengang i9, vorsehen.
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Bei der Ausführung nach Abb. 3 sind sechs Muffeln 2 vorgesehen. Die
Beschickung gelangt von dem Bunker 4 durch die Schnecke 3 in eine Vorkammer 2o,
die mit den sechs Muffeln :2 fest verbunden ist, so daß die aufgegebene Beschickung
in die jeweils unten befindlichen dieser sechs Muffeln eintritt. Um ein stärkeres
Zurückfallen der Beschickung aus den Muffeln in ihrer oberen Lage zu verhindern,
sind Stauränder :2i vorgesehen. Am Austragende münden alle Muffeln in einen gemeinsamen
Raum 22, in dem ein Kondensator 5 so angeordnet ist, daß die Beschickung durch den
Ringraum 23 zwischen Kondensator und der Wandung des Raumes 22 zu dem Austrag 24
gelangt, während die Zinkdämpfe durch die Öffnung 6 in den Kondensator 5 eintreten.
- Der Kondensator ist mit dem Raum 22 und dem Ofen i fest verbunden und dreht sich
mit dem Ofen. Die Rückstände werden in ähnlicher Weise wie in Abb. i vom Austrag
24 aus in die Spirale 25 geführt, in der ein oder mehrere Abschlußorgane zweckmäßig
schleusenartig angeordnet sind. Die abgekühlten Rückstände verlassen die Spirale
25 durch den Stutzen 26. Die Beheizung des Ofens erfolgt ,durch die Brennerdüse
i i, die durch die Hohlwelle der Schnecken 3 hindurchgeführt ist. Die Heizgase umspülen
sämtliche sechs Muffeln und treten bei 27 in den Ringraum ein, der zwischen der
Wandung des Raumes 22 und der Innenwand des Ofens belassen ist. Aus diesem Ringraum
werden sie dann nach außen abgeführt.
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Bei der Ausführung nach Abb. 3 und 4 werden die Räumaschen und Metalldämpfe
zunächst beide gleichlaufend zur Drehachse des Ofens aus der Reduktionszone abgeführt,
indem im zentral gelegenen Kondensator 5 die Abführung der Reduktionsgase erfolgt
und in dem den Kondensator umgebenden Ringraum 22 die Räumaschen entfernt werden,
die dann radial nach außen durch den Stutzen 24 abgeleitet werden.
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Eine weitere Ausführungsform nach Abb. 3 besteht darin, daß der Stutzen
26 als Schaufel ausgebildet wird, der bei der Umdrehung des Ofens das Gut aufnimmt.
Durch die in der Spirale 25 eingebauten Ventile wird dann die aufgegebene Beschickung
periodisch in den Muffelraum geschleust und tritt durch den Stutzen 24 in den Ringraum
23. Von ` dieser Vorkammer aus gelangt die Beschickung- in die Muffeln 2, die sie
dann in Pfeilrichtung y durchwandert, während die Zinkdämpfe in entgegengesetzter
Richtung in den Kondensator 5 eintreten. Die Entnahme der Räumasche aus der Muffel
kann dann z. B. durch die äußere Stirnwand der Muffel hindurch vorgenommen werden.
Bei Verwendung von nur einer Muffel läßt .sich dieses auch bei einer Vorrichtung,
entsprechend Abb.2 ausführen, wobei die Zuführung der Beschickung durch den Stutzen
18, den Ringraum 17 und den Stutzen 16 hindurch erfolgt. Die Beschickung wandert
dann in Pfeilrichtung x durch die Muffel, während entgegengesetzt dazu die Zinkdämpfe
abgeführt werden.